4 (1088747), страница 2
Текст из файла (страница 2)
(H) Водород является вредной примесью. Он снижает пластичность и способствует образованию пор, и тем самым повышает склонность сварных швов к образованию трещин особенно при повышенном содержании в металле шва хрома и никеля.
(O) Кислород при содержании до 0,04-0,06% на склонность сварных швов к образованию трещин не влияет, а при большем содержании влияет положительно. Однако следует учитывать, что увеличение содержания углерода в шве отрицательно влияет на пластичность и ударную вязкость.
Для повышения технологической прочности металла шва при сварке среднеуглеродистых, высокоуглеродистых, низколегированных и среднелегированных сталей снижает количество углерода в электродных стержнях и электродной проволок. При сварке легированных сталей одновременно уменьшают и содержание легирующих элементов, усиливающих отрицательное влияние углерода. Швы среднелегированных сталей дополнительно легируют марганцем и хромом.
4.2 Стойкость металла сварного шва против образования холодных трещин
Образование холодных трещин в шве и в зоне термического влияния (околошовной зоне) обусловлено недостаточной деформационной способностью металла, особенно границ зерен, при резком уменьшении напряженного состояния в процессе фазовых и структурных превращений во время охлаждения.
По расположению трещины распределяются на продольные и поперечные, распространяющиеся в шве и зоне термического влияния.
На образование холодных трещин влияют следующие факторы: фазовые и структурные превращения; напряжения и деформации; наличие водорода в закристаллизовавшемся металле шва.
При сварке холодные трещины чаще образовываются у сплавов имеющих перлитную и мартенситную структуру, т.е. которые в результате нагрева и охлаждения претерпевают фазовые изменения с образованием закаленных структур (восприимчивость к закалке). Эти трещины называют закаленными.
При сварке металлов и сплавов, претерпевающих фазовые и структурные превращения, в сварных соединениях развиваются напряжения первого рода (обусловленные неравномерном нагревом и охлаждением, изменением удельного объема в процессе фазовых превращений и разностью теплофизических свойств отдельных участков соединения). Возникают также напряжения второго рода. Их природа – изменение удельного объема, и коэффициента объемного расширения, при фазовом превращении (например, у сталей – аустенитного превращения это приводит к появлению напряжений между зеркалом. Напряжения релаксируются, неравномерно, что вызывает концентрацию напряжений в отдельных участках объема. В связи с низкими пластичными свойствами металла в околошовной зоне, вследствие нагрева и закалки следует ожидать, что его сопротивляемость деформации будет снижена и возможно образование холодных трещин.
В образовании холодных трещин при сварке сталей и сплавов титана существенную роль играет водород. В сварных соединениях атомарный водород перемещается путем диффузии из металла шва в околошовную зону, где скапливается в микропустотах и в несовершенствах кристаллической решетки. При соединении атомарного водорода в молекулы развиваются высокие давления, которые ведут к развитию напряжений и возможному образованию холодных трещин. Мерами предупреждения образования холодных трещин могут быть:
-
Ограничение содержания в основном металле углерода и легирующих элементов, приводящих к закалке металла шва и околошовной зоны.
-
Следует максимально ограничить содержание водорода в металле шва.
-
Обеспечение однородности металла шва с основным металлом по химическому составу, структуре.
-
Регулирование термического цикла сварки путем выбора оптимальных режимов. Во время медленного охлаждения сварного соединения тормозится мартенситное превращение. Происходит самоотпуск мартенсита при температурах 150-300оС. Применяют предварительный и сопутствующий подогрев до температуры 200-300 оС.
-
Снижение жесткости сварной конструкции и устранение закреплений свариваемых элементов.
-
Применение термообработки сразу же после сварки (низкий или высокий отпуск).
Табл.1. «Разновидности холодных трещин»
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
